樹木繁多的半屏山公園，生態環境豐富而多彩，除了植物生長茂密外，也吸引各種鳥類、昆蟲等動物的棲息。
半屏山生態區屬亞熱帶季風氣候區，特色為高溫濕潮，夏秋多雨，春冬乾季。植物分布具山區低海拔山區林相，樹木種類多且分布雜亂，大部份為台灣原生種植物，它的珊瑚礁石灰岩地質也產生特殊的生態類型。
喬木方面：
芒果、婆羅蜜、釋迦、芭樂、楊桃、構樹、正榕、稜果榕、雀榕、桑樹、咬人狗、血桐、蟲屎、恒春厚殼樹、破布烏、克蘭樹、雨豆樹、茄苳、九芎、苦楝、相思樹、台灣海棗、欖仁、銀合歡、樟樹、刺竹等等。
灌木方面：
黃荊、山芙蓉、野棉花、草棉、山鹽青、南美假櫻桃、紅珠仔、山棕、山柚、烏柑子、盤龍木、龍船花、瑪瑙珠、月橘、田青、長葉苧麻、菝契、玉葉金花、雞母珠、山豬枷、車桑子、魚木等等。
藤木方面：
菊花木、柚葉藤、鷗蔓、風藤、三葉崖爬藤、雞屎藤、清飯藤、鐵牛入石、恒春山藥、葛藤、翼核木、羊角藤、毬蘭等等。
草本方面：
卷柏、海金沙、扇葉鐵線蕨、鱗蓋鳳尾蕨、台灣圓腺蕨、腎蕨、山葡萄、蔓澤蘭、小葉冷水麻、月桃、烏面馬、竹葉草、毛西番蓮、三角葉西番蓮、亨利氏蒟蒻、雙輪瓜、天門冬、蝴蠅翼、肉豆、蝶豆、賽芻豆、賽葵、白花草、串鼻龍、金午時花、五節芒、白芒、大花咸豐草、金腰箭、山香、昭和草、艾納香、蒺藜草、冬葵子、紫背草、蓖麻、酢醬草、葉下珠、鋪地黍、姬牽牛、槭葉牽牛、大飛揚草、牛筋草、長柄菊、倒地鈴、單花蟛蜞菊、姑婆芋、癲茄、紅毛草、馬纓丹、含羞草、耳葉鴨跖草、佛來明豆、車前草、印度茄、鼠麴草等等。
鳥類：
白頭翁、麻雀、山紅頭、紅鳩、珠頸斑鳩、烏秋、赤腰燕、台灣畫眉、小彎嘴畫眉、綠繡眼、喜鵲、樹鵲、紅尾伯勞、褐頭鷦鶯、斑文鳥、黑枕藍鶲、白環鸚嘴鵯、虎鶇、灰頭鷦鶯、翠翼鳩等等。
蝴蝶：
青帶鳳蝶、玉帶鳳蝶、無尾鳳蝶、黑鳳蝶、台灣黃蝶、銀紋淡黃蝶、姬小紋青斑蝶、青斑蝶、琉球青斑蝶、黑脈樺斑蝶、樺斑蝶、小紫斑蝶、圓翅紫斑蝶、琉球三線蝶、紅蛺蝶、孔雀紋擬蛺蝶、端紅蝶、黑點粉蝶、大和小灰蝶、恒春琉璃小灰蝶等等。
兩棲爬蟲類：
斯文豪氏攀蜥、長尾南蜥、黑眶蟾蜍、龜殼花等等。
哺乳類：
赤腹松鼠、白鼻心(據說過去有石虎與台灣獼猴)。
其他：
熊蟬、彩紅叩頭蟲、螞蟻、蟻獅(蛟蛉)、白蟻、素蛸瓢蟲、扁鍬形蟲、青銅金龜、台灣大胡蜂、台灣大蝗、寬腹螳螂、蟋蟀、黃斑椿象、草蛉、螽嘶、人面蜘蛛、姬珠、高腳蜘蛛、蠅虎、鞭蠍、象鼻蟲、食蟲虻、食蚜蠅、吹綿介殼蟲、沫蟬、星天牛、蛾類、竹節蟲、尖頭蚱蜢等等。
